1. Автоматизированное моделирование. Особенности современных систем автоматизированного моделирования.
Численные методы были разработаны задолго до появления ЭВМ и предназначались, для решения задач механики. Первоначально расчеты велись вручную, алгоритмы методов были хорошо отлажены и оптимизированы. Дальнейшие шаги на пути автоматизации моделирования были связаны с разработкой систем автоматизированного проектирования (САПР) и систем автоматизации вычислительного эксперимента – пакетов прикладных программ. Автоматизации подлежали стандартные расчеты и оформление результатов экспериментов. Эти системы создавались под определенную предметную область, прежде всего, в наукоемких отраслях (космическая, авиация). Для создания большинства пакетов прикладных программ для численных расчетов использовался язык Фортран, хорошо приспособленный именно для этих целей. При использовании системы автоматизированного моделирования исследователь формулирует математическую модель исследуемой системы на формальном входном языке моделирования. Можно отметить следующие факторы, способствующие внедрению систем автоматизированного моделирования: 1.трудоемкость получения математической модели сложных технич.объектов,; 2. необходимо иметь для одного объекта несколько моделей, отличающихся по сложности; 3. возможность оперативно вносить изменения в модель, что проще всего на основе использования графических языков задания исходной информации. ____ Современные профессиональные САМ имеют следующие отличительные черты: поддержка иерархического проектирования как сверху – вниз, так и снизу – вверх, за счет реализации многоуровневого моделирования и метода локальной детализации модели; компонентное моделирование на основе использования библиотек, содержащих большое число графических и функциональных описаний компонентов, причем эти библиотеки открыты для добавления в них новых описаний, которые может сделать сам пользователь; графический пользовательский интерфейс, автоматическая генерация модели всей схемы по ее структурному описанию; наличие интерактивной рабочей среды проектирования; наличие в современных САПР и САМ постпроцессоров моделирования, что позволяет не только просматривать в удобной форме результаты моделирования, но и обрабатывать эти результаты; наличие встроенных средств численного моделирования рабочего процесса в режиме реального времени или в режиме масштабирования модельного времени; работоспособность с другими пакетами аналогичного назначения,; возможность интерактивного вмешательства в ход моделирования; возможность использования 2D и 3D анимации.
2. Архитектура программ автоматизированного моделирования. Графический интерфейс. Задачи графического интерфейса.
Существующие инструментальные средства автоматизированного моделирования могут относиться к разным предметным областям и существенно различаться по своим возможностям, но их модульные структуры мало отличаются друг от друга. Графический интерфейс является в настоящее время стандартным компонентом современной САМ. Он создает интерфейс между пользователем и программой, дает возможность оперировать с графическими образами вместо аналитических выражений. Это облегчает работу в САМ и снижает вероятность ошибок при вводе информации о системе.
Формой графического представления информации о моделируемой системе могут быть; операторно-структурные схемы, принятые в ТАУ; функциональные и принципиальные схемы различных физических устройств; кинематические схемы механизмов; сигнальные графы; графы связей; блок-схемы алгоритмов и другие графические модели. Задачами графического интерфейса: контроль за соблюдением некоторых правил в процессе создания графического изображения на экране монитора; преобразование информации о схеме в команды для моделирующей программы (моделятора) ; контроль за процессом моделирования, визуализация результатов моделирования.